DE102012012422B4

DE102012012422B4 - Befestigungsanordnung einer Kraftstoffleitung an einem Injektor

Info

Publication number: DE102012012422B4
Application number: DE102012012422.8A
Authority: DE
Inventors: Helmut Pichler; Bernhard Schwarzkopf; Andrew Male; Christopher Stringfellow
Original assignee: Delphi Technologies IP Ltd; Daimler Truck AG
Current assignee: Delphi Technologies IP Ltd; Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2032-06-23
Also published as: DE102012012422A1

Abstract

Befestigungsanordnung (10) einer Kraftstoffleitung (12) an einem Injektor (16), bei welcher die Kraftstoffleitung (12), über welcher dem Injektor (16) Kraftstoff zuführbar ist, mittels einer eine Durchgangsöffnung (24) aufweisenden Überwurfmutter (22) am Injektor (16) befestigt ist und in dessen Durchgangsöffnung (24) die Kraftstoffleitung (12) zumindest bereichsweise aufgenommen ist, wobei die Durchgangsöffnung (24) der Überwurfmutter (22) in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung (12) zumindest in einem ersten Teilbereich (52) konisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Längserstreckungsrichtung vom Injektor (16) weg an den ersten Teilbereich (52) ein zweiter Teilbereich (54) der Durchgangsöffnung (24) anschließt, welcher konisch mit einem größeren Öffnungswinkel als der erste Teilbereich (52) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung einer Kraftstoffleitung an einem Injektor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung, bei welcher eine Kraftstoffleitung zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Injektor mittels einer eine Durchgangsöffnung aufweisenden Überwurfmutter am Injektor befestigt ist, ist aus der DE 101 11 839 A1 bekannt. Hierbei ist die Kraftstoffleitung zumindest bereichsweise in der Durchgangsöffnung aufgenommen, welche in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung zumindest in einem ersten Teilbereich konisch ausgebildet ist. In Längserstreckungsrichtung vom Injektor weg schließt sich an den ersten Teilbereich ein Radius an.
Eine weitere Befestigungsanordnung ist aus der DE 33 09 854 A1 bekannt. Bei dieser Befestigungsanordnung ist eine Kraftstoffleitung an einem Injektor eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine befestigt. Der Injektor ist in einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine aufgenommen. Die Befestigung der Kraftstoffleitung am Injektor erfolgt mittels einer Überwurfmutter. Die Überwurfmutter weist eine Durchgangsöffnung auf, in welcher die Kraftstoffleitung teilweise aufgenommen ist und in welcher sich die Kraftstoffleitung teilweise erstreckt. Die Kraftstoffleitung wird dabei mittels der Überwurfmutter am Injektor gehalten, so dass Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung in den Injektor überströmen kann. Die Überwurfmutter erstreckt sich ausgehend vom Injektor teilweise durch einen Bereich innerhalb des Zylinderkopfs in den Bereich außerhalb des Zylinderkopfs.
Schließlich ist aus der DE 10 2007 019 464 A1 eine Anordnung bekannt, bei der eine Durchgangsöffnung einer Überwurfmutter zum Befestigen einer Kraftstoffleitung an einem Injektor in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung in einem Teilbereich konisch ausgebildet ist.
Es hat sich gezeigt, dass es zu einer Beschädigung der Kraftstoffleitung infolge von Relativbewegungen der Kraftstoffleitung zur Überwurfmutter kommen kann, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Relativbewegungen der Kraftstoffleitung zur Überwurfmutter können durch Schwingbeschleunigungen ausgehen, die von der Brennkraftmaschine im seinem Betrieb angeregt werden. Hinzu kann bei hohen Kraftstoffdrücken und Druckpulsationen im Kraftstoff in der Kraftstoffleitung die Kraftstoffleitung zu Schwingungen angeregt werden. Infolge der Relativbewegungen kann die Kraftstoffleitung an der Überwurfmutter zumindest zeitweise anliegen und scheuern. Daraus können Leckagen der Kraftstoffleitung resultieren, so dass Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung in die Umgebung austreten kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Befestigung der Kraftstoffleitung am Injektor realisiert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Bei einer solchen Befestigungsanordnung einer Kraftstoffleitung an einem Injektor ist die Kraftstoffleitung an dem Injektor mittels einer Überwurfmutter befestigt. Über die Kraftstoffleitung ist dem Injektor Kraftstoff zuführbar. Dazu umfassen die Kraftstoffleitung und der Injektor jeweilige Kanäle für den Kraftstoff, welche fluidisch miteinander verbunden sind.
Die Überwurfmutter weist eine Durchgangsöffnung auf, in welcher die Kraftstoffleitung zumindest bereichsweise aufgenommen ist. Mit anderen Worten erstreckt sich die Kraftstoffleitung in dessen Längserstreckungsrichtung zumindest teilweise in der Durchgangsöffnung der Überwurfmutter.
Die Durchgangsöffnung der Überwurfmutter ist in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung zumindest in einem Teilbereich konisch ausgebildet. Mit anderen Worten weist die Durchgangsöffnung zumindest in dem Teilbereich die Form eines Kegels bzw. eines Kegelstumpfes auf.
Kommt es zu Relativbewegungen der Kraftstoffleitung zur Überwurfmutter und berührt die Kraftstoffleitung infolge dieser Relativbewegung die Überwurfmutter, so kommt es vorteilhafterweise aufgrund der konischen Ausgestaltung der Durchgangsöffnung zumindest im Wesentlichen zu einer linienförmigen Berührung zwischen der Überwurfmutter und der Kraftstoffleitung. Dadurch liegen besonders vorteilhafte Kontaktbedingungen vor, die die Gefahr von Beschädigungen und eines daraus resultierenden Versagens der Kraftstoffleitung besonders gering halten. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ermöglicht somit die besonders funktionssichere Befestigung der Kraftstoffleitung am Injektor, so dass die Gefahr eines Austretens von Kraftstoff aus den Kraftstoffleitungselementen besonders gering ist.
Aufgrund der vorteilhaften Befestigung bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann somit der Kraftstoff mit besonders hohen Kraftstoffdrücken gefördert werden. Die hohen Kraftstoffdrücke kommen einem effizienten und damit kraftstoff- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zugute.
Die Befestigungsanordnung kann insbesondere bei Brennkraftmaschinen für Nutzfahrzeuge eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ist jedoch auch ohne weiteres bei anderweitigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise für Personenkraftwagen, verwendbar.
Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ermöglicht vorteilhafterweise auch die zumindest teilweise Kompensation von fertigungs- und zusammenbaubedingten Toleranzen oder eine weniger enge Toleranzauslegung aller relevanten Bauteile, insbesondere der Kraftstoffleitung und seiner Überwurfmutter. Zudem kann eine Montage der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit weit weniger Aufwand bezüglich der Ausrichtung durchgeführt werden, so dass beispielsweise auf übliche Montagevorrichtungen sowie dem Verbau von klassierten Kraftstoffleitungen verzichtet werden kann, wodurch Kosten eingespart werden können. Insgesamt kann die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung gesteigert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung schließt sich in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung vom Injektor weg an den ersten Teilbereich ein zweiter Teilbereich der Durchgangsöffnung an, wobei auch der zweite Teilbereich konisch ausgebildet ist und einen größeren Öffnungswinkel bzw. Kegelwinkel aufweist als der erste Teilbereich. Dadurch ergeben sich besonders vorteilhafte Kontaktbedingungen zwischen der Kraftstoffleitung und der Überwurfmutter bei einer etwaigen Berührung.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein erster Übergangsbereich zwischen der Durchgangsöffnung und dem ersten Teilbereich verrundet ausgeführt. Somit wird eine umlaufende Kante am Übergang eines mittleren zylindrischen Bereiches der Überwurfmutter im ersten Teilbereich vermieden, so dass es bei einer Berührung der Kraftstoffleitung mit der Überwurfmutter im Übergangsbereich und des ersten Teilbereichs weitestgehend zu einer linienförmigen Berührung in Längsrichtung der Kraftstoffleitung aus gesehen, kommt, wodurch die Betriebssicherheit weiter gesteigert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein zweiter Übergangsbereich zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich verrundet ausgeführt. Somit wird eine umlaufende Kante zwischen der Überwurfmutter in ihrem zweiten Übergangsbereich vermieden, so dass es bei einer Berührung der Kraftstoffleitung mit der Überwurfmutter im ersten Teilbereich, die Kraftstoffleitung im zweiten Übergangsbereich nicht an einer Kante anliegt, wodurch die Betriebssicherheit weiter gesteigert werden kann.
Der erste Übergangsbereich und der zweite Übergangsbereich können verschliffen ausgeführt sein. Hierbei gehen jeweils der gerade mittlere Bereich und der gerade erste Teilbereich der Überwurfmutter in eine leichte Krümmung über, die zunehmend stärker wird, wobei am jeweiligen Scheitelpunkt der Übergangsbereiche die Krümmungen gespiegelt werden, so dass ausgehend von den Scheitelpunkten jeweils die Krümmungen geringer werden und schließlich in den anschließenden ersten Teilbereich bzw. zweiten Teilbereich übergehen. Die Übergangsbereiche können jeweils als Teil einer Ellipse angesehen werden. Dadurch sind besonders harmonische Übergänge zwischen der Durchgangsöffnung und dem ersten Teilbereich und zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweite Teilbereich geschaffen, in denen sich die Durchgangsöffnung jeweils öffnet, so dass in der Durchgangsöffnung jeweils umlaufenden Kanten im ersten und zweiten Übergangsbereich vermieden werden und bei einer Auslenkung der Kraftstoffleitung bis zur Überwurfmutter es zu einer linienförmigen Berührung insbesondere im ersten Teilbereich kommt, wodurch die Betriebssicherheit weiter gesteigert werden kann.
Vorzugsweise begrenzt der zweite Teilbereich eine Eintrittsöffnung, über welche sich die Kraftstoffleitung in die Durchgangsöffnung hinein erstreckt. Der zweite Teilbereich fungiert dabei als Fase der Eintrittsöffnung.
Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ist besonders vorteilhaft verwendbar bei sehr hohen Kraftstoffdrücken, wie sie beispielsweise bei einem Common-Rail-Einspritzsystem vorkommen. Des Weiteren können bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung relativ große Fertigungs- und Zusammenbautoleranzen zugelassen werden, da durch die konische Ausgestaltung der Öffnung der Überwurfmutter bei einer Berührung der Kraftstoffleitung mit der Überwurfmutter lediglich eine Linienberührung in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung innerhalb der Durchgangsöffnung vorliegt, womit bei Berührung zumindest keine wesentliche Wandstärkenreduzierung der Kraftstoffleitung durch Bildung einer Kerbe in der Kraftstoffleitung durch eine umlaufenden Kante in der Durchgangsöffnung der Überwurfmutter auftreten kann. Entlang der Linienberührung der Kraftstoffleitung in der Durchgangsöffnung kann bei wiederholter oder dauerhafter Berührung eine Wandstärkenreduzierung auftreten, wobei die Linienberührung sich durch die Wandstärkenreduzierung zu einer Flächenberührung wandelt, so dass dabei eine Flächenpressung zwischen der Kraftstoffleitung und der Überwurfmutter auf Grund der sich vergrößernden Fläche der Berührung sinkt, wodurch der Grad der schädlichen Flächenpressung unterschritten und die Wandstärkenreduzierung gestoppt wird. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung kann somit sehr hohe Kraftstoffdrücke über eine hohe Lebensdauer hinweg zumindest im Wesentlichen schadfrei ertragen und für eine sehr hohe Dichtheit sorgen, wobei durch die relativ große Tolerierung die Herstellungs-, Bearbeitung- und Montagekosten geringer ausfallen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Längsschnittansicht einer Befestigungsanordnung einer Kraftstoffleitung an einem Injektor, bei welcher die Kraftstoffleitung mittels einer Überwurfmutter an dem Injektor befestigt ist;
2 ausschnittsweise eine weitere und vergrößerte Längsschnittansicht der Befestigungsanordnung gemäß 1;
3a-b jeweils ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der Befestigungsanordnung gemäß 2;
4 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Überwurfmutter und der teilweise in der Überwurfmutter aufgenommenen Kraftstoffleitung; und
5 ausschnittsweise eine weitere Längsschnittansicht der Überwurfmutter und der Kraftstoffleitung gemäß 4.

Die 1 zeigt eine Befestigungsanordnung 10 einer Kraftstoffleitung 12 an einem Anschlusselement 14 eines teilweise gezeigten Injektors 16 eines nicht näher dargestellten Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Der Injektor 16 ist in einem nicht näher dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine aufgenommen.
Wie der 1 zu entnehmen ist, weist die Kraftstoffleitung 12 einen ersten Kanal 18 auf, welcher von Kraftstoff durchströmbar ist. Das Anschlusselement 14 weist einen zweiten Kanal 20 auf, welcher ebenso vom Kraftstoff durchströmbar ist. In dem am Anschlusselement 14 befestigten Zustand der Kraftstoffleitung 12 sind die Kanäle 18, 20 fluidisch miteinander verbunden, so dass Kraftstoff vom ersten Kanal 18 in den zweiten Kanal 20 überströmen kann. Dazu wird der Kraftstoff beispielsweise mittels wenigstens einer nicht näher dargestellten Hochdruckpumpe des Einspritzsystems gefördert.
Über den zweiten Kanal 20 kann der Kraftstoff zu einer nicht näher dargestellten Einspritzdüse des Injektors 16 strömen, mittels welcher der Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Kraftstoffleitung 12 ist beispielsweise einem Common-Rail-Einspritzsystem zugeordnet, über welche der Kraftstoff mit sehr hohem Kraftstoffdruck gefördert und in den Zylinder eingespritzt wird. Die Anordnung des Injektors 16 und die Funktionsweise eines Common-Rail-Einspritzsystems sowie weiterer, denkbarer Einspritzsysteme sind hinlänglich bekannt und sind nicht weiter ausgeführt.
Zur Befestigung der Kraftstoffleitung 12 am Injektor 16 ist eine Überwurfmutter 22 vorgesehen, welche eine Durchgangsöffnung 24 aufweist. Die Kraftstoffleitung 12 ist zumindest teilweise in der Durchgangsöffnung 24 der Überwurfmutter 22 aufgenommen. In einem dem Injektor 16 zugewandten, vorderen Bereich 26 weist die Durchgangsöffnung 24 ein Innengewinde 28 auf. Damit korrespondierend weist der Injektor 16 ein Anschraubelement 30 mit einem Außengewinde 31 auf. Das Anschraubelement 30 mit dem Außengewinde 31 ist dabei dem Anschlusselement 14 des Injektors 16 zugeordnet. Die Überwurfmutter 22 ist über ihr Innengewinde 28 und das Außengewinde 31 mit dem Anschlusselement 14 verschraubt und damit der Injektor 16 mit der Kraftstoffleitung 12 fluidisch verbunden.
In 1 ist auch eine Wand 32 des Zylinderkopfes zu erkennen. Die Wand 32 kann einstückig mit dem Zylinderkopf ausgeführt sein oder ein zusätzlich am Zylinderkopf angebrachtes Bauteil darstellen. In radialer Richtung zwischen der Wand 32 des Zylinderkopfs und der Überwurfmutter 22 ist ein Dichtungselement 33 angeordnet, welches einerseits an der Wand 32 des Zylinderkopfs und andererseits an der Überwurfmutter 22 abgestützt ist. Die Kraftstoffleitung 12 ist mit der Überwurfmutter 22 von einem Außenbereich 34 des Zylinderkopfs durch die Wand 32 und das elastische Dichtungselement 33 hindurch an den Injektor 16 geführt. Zwischen dem Injektor 16 und der Wand 32 des Zylinderkopfs erstreckt sich ein Innenbereich 35 des Zylinderkopfs. Der Innenbereich 35 des Zylinderkopfs ist zwischen der Wand 32 des Zylinderkopfs und der Überwurfmutter 22 mittels des Dichtungselements 33 vom Außenbereich 34 des Zylinderkopfs abgetrennt. Zur Realisierung einer einfachen Verschraubung der Überwurfmutter 22 mit dem Anschraubelement 30 weist die Überwurfmutter 22 einen Werkzeugangriff vorliegend in Form eines Außensechskants 36 auf. Der Außensechskant 36 ragt aus dem Dichtungselement 33 in den Außenbereich 34 heraus und ist somit vom Außenbereich 34 des Zylinderkopfs zugänglich.
Wie der 1 ferner zu entnehmen ist, schließt sich an den vorderen Bereich 26 in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung 12 von dem Injektor 16, weg ein mittlerer, zweiter Bereich 37 der Überwurfmutter 22 an. Im mittleren, zweiten Bereich 37 weist die Durchgangsöffnung 24 einen geringeren Durchmesser auf als in dem vorderen, ersten Bereich 26. Diese Querschnittsverringerung vom vorderen Bereich 26 zum mittleren Bereich 37 erfolgt über einen Absatz 38 in der Durchgangsöffnung 24 der Überwurfmutter 22. Der Absatz 38 stellt dabei einen Anschlag 39 bereit, an welchem sich die Kraftstoffleitung 12 über ihren Kopf 40 und einer zwischen dem Kopf 40 und dem Anschlag 39 angeordneten Stützhülse 41 und somit zumindest mittelbar in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung 12 abstützt. Mit anderen Worten kann sich die Kraftstoffleitung 12 über ihren Kopf 40 und die Stützhülse 41 am Anschlag 39 in eine vom Injektor 16 wegweisende Richtung an der Überwurfmutter 22 abstützen.
Durch Aufschrauben der Überwurfmutter 22 auf das Anschraubelement 30 wird die Überwurfmutter 22 in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung 12 auf den Injektor 16 und damit auf das Anschlusselement 14 zu bewegt. Infolge der Abstützung der Kraftstoffleitung 12 an der Überwurfmutter 22 wird dadurch auch die Kraftstoffleitung 12 auf den Injektor 16 bzw. das Anschlusselement 14 zu bewegt und kann somit mittels der Überwurfmutter 22 mit dem Anschlusselement 14 verschraubt werden, ohne dass die Kraftstoffleitung 12 zum Verschrauben mit dem Anschlusselement 14 ein Gewinde aufweist und ohne dass die Kraftstoffleitung 12 relativ zum Anschlusselement 14 gedreht wird.
Die Kraftstoffleitung 12 und das Anschlusselement 14 befinden sich dabei über eine im Wesentlichen konische Fläche 42 und eine im Wesentlichen sphärische Fläche 44 in gegenseitiger Stützanlage. Die konischen Fläche 42 des Anschlusselements 14 und die sphärische Fläche 44 des Kopfs 40 der Kraftstoffleitung 12 gewährleisten dabei eine sehr hohe Dichtheit zwischen der Kraftstoffleitung 12 und dem zweiten Anschlusselement 14, so dass die Gefahr eines Austretens von Kraftstoff besonders gering ist. Die Ausführung der Flächen 42 und 44 in ihren Ausführungsformen und ihre Dichtwirkung sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und nicht näher ausgeführt.
In Fall einer Undichtigkeit zwischen dem Kopf 40 der Kraftstoffleitung 12 und des Anschlusselements 14 bzw. zwischen den Flächen 42 und 44 muss der austretenden Kraftstoff in den Außenbereich 34 abgeführt werden, so dass kein Kraftstoff in den Innenbereich 35 gelangen kann. Dazu weist das Anschlusselement 14 zwischen dem Außengewinde 31 des Anschraubelements 30 und dem Injektor 16 in einem Zwischenstück 50 ein Dichtungselement 46 auf. Das Dichtungselement 46 ist in einer umlaufenden Nut 48 im Zwischenstück 50 fixiert und liegt andererseits im vorderen Bereich 26 der Überwurfmutter 22 vor dem Innengewinde 28 an. Austretender Kraftstoff kann über nicht dargestellte Öffnungen in der Stützhülse 41 aus den vorderen Bereich 26 der Überwurfmutter 22 in den mittleren Bereich 37 der Überwurfmutter 22 und schließlich aus der Durchgangsöffnung 24 in den Außenbereich 34 abfließen. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Undichtigkeit durch den austretenden Kraftstoff erkannt werden und es kommt zu keiner Vermischung von Kraftstoff mit Motoröl im Innenbereich 34.
Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, ist die Kraftstoffleitung 12 in einem idealen Ausgangszustand in radialer Richtung von der Überwurfmutter 22 bzw. von die Durchgangsöffnung 24 begrenzenden inneren Wandungen 51 der Überwurfmutter 22 beabstandet. Mit anderen Worten berührt die Kraftstoffleitung 12 die Überwurfmutter 22 in radialer Richtung nicht.
Die Kraftstoffleitung 12 kann diesen idealen Ausgangszustand im Betrieb der Brennkraftmaschine verlassen und/oder bei der Montage der Kraftstoffleitung 12 einen Ausgangszustand einnehmen, bei der es zu einem dauerhaften Anliegen bzw. einer Annäherung der Kraftstoffleitung 12 an die innere Wandung 51 der Durchgangsöffnung 24 der Überwurfmutter 22 kommt. In 2 ist eine Annäherung der Kraftstoffleitung 12 an die innere Wandung 51 der Durchgangsöffnung 24 einer erfindungsgemäßen Überwurfmutter 22 gezeigt.
Wird nun Kraftstoff mit den geschilderten, sehr hohen Kraftstoffdrücken durch den ersten Kanal 18 gefördert, so kann die Kraftstoffleitung 12 durch hydraulische Druckpulsationen angeregt werden, so dass es zu Schwingungen der Kraftstoffleitung 12 und somit zu Relativbewegungen dieser zur Überwurfmutter 22 kommt. Infolge dieser Relativbewegungen kann es zu Berührungen zwischen der Kraftstoffleitung 12 und der Überwurfmutter 22 in radialer Richtung kommen. Des Weiteren kann die Kraftstoffleitung 12 durch den Betrieb der Brennkraftmaschine zu Schwingungen angeregt werden.
Bei der Montage bzw. Verschrauben der Kraftstoffleitung 12 mittels der Überwurfmutter 22 an das Anschraubelement 30 kann es durch Reibung im Pressverband zwischen der Fläche 42 bis zum Anschlag 39 zum leichten Mitdrehen der Kraftstoffleitung 12 gegenüber dem Anschraubelement 30 kommen, so dass die Kraftstoffleitung 12 ihren idealen Ausgangszustand gemäß 2 verlässt. Die zumindest teilweise aus seinem ursprünglichen und erwünschten Leitungsverlauf bewegte Kraftstoffleitung 12 kann die Durchgangsöffnung 24 begrenzenden inneren Wandung 51 der Überwurfmutter 22 dauerhaft berühren oder sehr nahe kommen und schließlich im Betrieb der Brennkraftmaschine berühren. Des Weiteren kann bereits nach der Montage der Kraftstoffleitung 12 einen Berührung vorliegen.
Um nun vorteilhafte Kontaktbedingungen zwischen der Kraftstoffleitung 12 und der Überwurfmutter 22 zu realisieren und in der Folge die Gefahr von Beschädigungen und Leckagen der Kraftstoffleitung 12 besonders gering zu halten, weist die Durchgangsöffnung 24 zumindest an ihrem mittleren, zylindrisch ausgeformten Bereich 37 anschließend einen, insbesondere der 3a entnehmbaren, ersten Teilbereich 52 auf, in welchem die Durchgangsöffnung 24 zumindest im Wesentlichen konisch ausgebildet ist. An den ersten Teilbereich 52 schließt sich beispielsweise unmittelbar in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung 12 vom Anschlusselement 14 weg ein zweiter und insbesondere der 3b entnehmbarer Teilbereich 54 der Durchgangsöffnung 24 an, wobei der zweite Teilbereich 54 auch konisch ausgebildet ist und einen größeren Öffnungswinkel als der erste Teilbereich 52 aufweist. Der zweite Teilbereich 54 begrenzt dabei eine Eintrittsöffnung 56, über welche die Kraftstoffleitung 12 in die Durchgangsöffnung 24 in Richtung des Anschlusselements 14 hineinragt. Durch den konischen, zweiten Teilbereich 54 ist eine Fase der Eintrittsöffnung 56 gebildet.
Der mittlere Bereich 37 der Durchgangsöffnung 22 ist im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgeführt, wonach sich in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung 12 vom Injektor 16 weg sich der konusförmig erweiternde erste Teilbereich 52 anschließt. Ein erster Übergangsbereich 58 zwischen den mittleren Bereich 37 und den ersten Teilbereich 52 ist verrundet und weist einen ersten Radius R1 auf. Dadurch wird eine scharfe Kante, an welcher die Kraftstoffleitung 12 im zuvor beschriebenen Betriebszustand beschädigt bzw. eingekerbt werden könnte, vermieden.
Wie der 3b zu entnehmen ist, ist ein zweiter Übergangsbereich 60 zwischen dem ersten Teilbereich 52 und dem zweiten Teilbereich 54 verrundet und weist einen zweiten Radius R2 auf.
Die Übergangsbereiche 58 und 60 können verschliffen ausgeführt werden. Dadurch werden in besonders vorteilhafter Weise scharfe, in der Durchgangsöffnung 24 umlaufende, Kanten vermieden, an welchen die Kraftstoffleitung 12 infolge Scheuern an der Kante beschädigt werden könnten.
Insgesamt führt die erfindungsgemäße Ausführung der Überwurfmutter 22 bei Verlassen oder Auslenkung der Kraftstoffleitung 12 aus ihrem idealen Ausgangszustand gemäß 1 zu einem ausgelenkten Zustand gemäß 2, zu einer im Wesentlichen linienförmigen Berührung der Kraftstoffleitung 12 mit der inneren Wandung 51 der Überwurfmutter 22. In 2 ist die linienförmige Annäherung der Kraftstoffleitung 12 an die Überwurfmutter 22 im als im Wesentlichen Konus ausgeformten, ersten Teilbereich 52 gezeigt. Dadurch kann eine Schädigung der Kraftstoffleitung 12 durch Anlage der Kraftstoffleitung 12 an einer Kante vermieden werden.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Überwurfmutter 22, die alle Merkmale der Überwurfmutter 22 der 1 und 2 aufweist. In 4 ist lediglich ein Teil der Kraftstoffleitung 12 mit seiner Überwurfmutter 22 gezeigt. Die Kraftstoffleitung 12 kann um einen Drehpunkt S entlang seiner Mittelachse 62 um einen Auslenkwinkel α ausgelenkt werden, bis die Kraftstoffleitung 12 im ersten Teilbereich 52 an der inneren Wandung 51 der Durchgangsöffnung 24 linienförmig anliegt. Der Drehpunkt S liegt dabei im Kopf 40 der Kraftstoffleitung 12. Somit besitzt der erste Teilbereich 52 ebenfalls einen nicht näher bezeichneten Kegelwinkel, der aus dem Auslenkungswinkel α und Abmessung der Kraftstoffleitung 12 resultiert, wobei nicht näher dargestellte Kegelspitze dieses Kegelwinkels nicht deckungsgleich mit dem Drehpunkt S ist, sondern außerhalb der Überwurfmutter 22 liegt.
Die 5 zeigt den vorderen Bereich 26 der Überwurfmutter 22 aus 4 mit der Kraftstoffleitung 12, seinem Kopf 40 und der Stützhülse 41 zwischen dem Kopf 40 und dem Anschlag 39. Die Kraftstoffleitung 12 ist mit radialem Abstand durch den Absatz 38 geführt und verläuft weiter durch den mittleren Bereich 37 der Überwurfmutter 22. Die Fläche 44 des Kopfs 40 ist zumindest im dem Bereich sphärisch ausgeformt, die mit der, in der 5 nicht dargestellten, im Wesentlichen konisch ausgeformten Fläche 42 des Anschlusselements 14 bei der Montage in Kontakt kommt. Die zumindest teilweise sphärische Fläche 44 und die konische Fläche 42 liegen nach der Montage der Kraftstoffleitung 12 am Injektor 16 aneinander und ermöglichen einen fluiddichten Übergang zwischen den Kanälen 18 und 20. Der Mittelpunkt des sphärischen Bereichs des Kopfs 40 ist der Drehpunkt S. Der Anschlag 39 ist kegelförmig ausgeformt, wobei die Stützhülse 41 eine sphärisch ausgeformte Anlagefläche 64 aufweist. Der Mittelpunkt der sphärischen Anlagefläche 64 der Stützhülse 41 ist ebenfalls der Drehpunkt S. Dadurch ist es möglich, bei der Montage Fertigungsungenauigkeiten und/oder Montagetoleranzen durch eine Schrägstellung der Kraftstoffleitung 12 auszugleichen, ohne Verspannung in der Kraftstoffleitung 12 oder Undichtigkeiten zwischen den Flächen 42 und 44 hervorzurufen, da die die Kraftstoffleitung 12 über die zumindest bereichsweise sphärisch ausgeformte Fläche 44 ihres Kopfs 40 in der konisch ausgeformten Fläche 42 des Anschlusselements 14 um den Drehpunkt S aus der idealen Ausgangslage gemäß 1 ausgelenkt werden kann. Diese und weitere Formen von Anschlüssen von Kraftstoffleitungen die unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zu Injektoren leiten sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und nicht näher ausgeführt. Durch den erfindungsgemäßen ersten Teilbereich 52 und/oder zweiten Teilbereich 54 kann eine Auslenkung bis zum Auslenkwinkel a mit einer vorteilhaften linienförmigen Berührung der Kraftstoffleitung 12 mit der Überwurfmutter 22 in der Durchgangsöffnung 24 vorgenommen werden.
Die obere Grenze für den nicht bezeichneten Kegelwinkel des ersten Teilbereichs 52 ist beispielsweise durch eine minimale Wanddicke der Überwurfmutter 22, insbesondere im Bereich der größten Öffnungsweite des konisch ausgeformten ersten Teilbereich 52, gegeben.
Bezugszeichenliste

10: Befestigungsanordnung
12: Kraftstoffleitung
14: Anschlusselement
16: Injektor
18: erster Kanal
20: zweiter Kanal
22: Überwurfmutter
24: Durchgangsöffnung
26: vorderer Bereich
28: Innengewinde
30: Anschraubelement
31: Außengewinde
32: Wand des Zylinderkopfs
33: Dichtungselement
34: Außenbereich
35: Innenbereich
36: Außensechskant
37: mittlerer Bereich
38: Absatz
39: Anschlag
40: Kopf
41: Stützhülse
42: konische Fläche
44: sphärische Fläche
46: Dichtungselement
48: Nut
50: Zwischenstück
51: innere Wandung
52: erster Teilbereich
54: zweiter Teilbereich
56: Eintrittsöffnung
58: erster Übergangsbereich
60: zweiter Übergangsbereich
62: Mittellinie
64: Anlagefläche
R1: erster Radius
R2: zweiter Radius

Claims

Befestigungsanordnung (10) einer Kraftstoffleitung (12) an einem Injektor (16), bei welcher die Kraftstoffleitung (12), über welcher dem Injektor (16) Kraftstoff zuführbar ist, mittels einer eine Durchgangsöffnung (24) aufweisenden Überwurfmutter (22) am Injektor (16) befestigt ist und in dessen Durchgangsöffnung (24) die Kraftstoffleitung (12) zumindest bereichsweise aufgenommen ist, wobei die Durchgangsöffnung (24) der Überwurfmutter (22) in Längserstreckungsrichtung der Kraftstoffleitung (12) zumindest in einem ersten Teilbereich (52) konisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Längserstreckungsrichtung vom Injektor (16) weg an den ersten Teilbereich (52) ein zweiter Teilbereich (54) der Durchgangsöffnung (24) anschließt, welcher konisch mit einem größeren Öffnungswinkel als der erste Teilbereich (52) ausgebildet ist.
Befestigungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Übergangsbereich (58) zwischen der Durchgangsöffnung (24) und dem ersten Teilbereich (52) mit einem Radius (R1) verrundet ist.
Befestigungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Übergangsbereich (60) zwischen dem ersten Teilbereich (52) und dem zweiten Teilbereich (54) mit einem Radius (R2) verrundet ist.